高考物理一轮复习 第七章 课时跟踪检测（二十四）电流 电阻 电功 电功率-人教版高三物理试题

课时跟踪检测(二十四)电流电阻电功电功率对点训练：电流及其三个表达式的应用1．(2015·黄山模拟)铜的摩尔质量为m，密度为ρ，每摩尔铜原子中有n个自由电子，今有一根横截面积为S的铜导线，当通过的电流为I时，电子平均定向移动的速率为()A．光速c B.eq\f(I,neS)C.eq\f(ρI,neSm) D.eq\f(mI,neSρ)2．(多选)(2015·枣庄期末检测)如图1所示，R1和R2是同种材料、厚度相同、表面为正方形的导体，但R1的尺寸比R2的尺寸大。在两导体上加相同的电压，通过两导体的电流方向如图所示，则下列说法中正确的是()图1A．R1中的电流小于R2中的电流B．R1中的电流等于R2中的电流C．R1中自由电荷定向移动的速率大于R2中自由电荷定向移动的速率D．R1中自由电荷定向移动的速率小于R2中自由电荷定向移动的速率对点训练：电阻及电阻定律的应用3．(2015·山东省名校联考)欧姆不仅发现了欧姆定律，还研究了电阻定律。有一个长方体金属电阻，材料分布均匀，边长分别为a、b、c，且a＞b＞c。电流沿以下方向流过该金属电阻，其中电阻阻值最小的是()图24．(多选)电位器是变阻器的一种，如图3所示，如果把电位器与灯泡串联起来，利用它改变灯泡的亮度，下列说法正确的是()图3A．串接A、B使滑动触头顺时针转动，灯泡变暗B．串接A、C使滑动触头逆时针转动，灯泡变亮C．串接A、C使滑动触头顺时针转动，灯泡变暗D．串接B、C使滑动触头顺时针转动，灯泡变亮对点训练：欧姆定律、伏安特性曲线的应用5．如图4所示，a、b分别表示由相同材料制成的两条长度相同、粗细均匀电阻丝的伏安特性曲线，下列判断中正确的是()图4A．a代表的电阻丝较粗B．b代表的电阻丝较粗C．a电阻丝的阻值小于b电阻丝的阻值D．图线表示的电阻丝的阻值与电压成正比6．某一导体的伏安特性曲线如图5中AB段(曲线)所示，关于导体的电阻，以下说法正确的是()图5A．B点的电阻为12ΩB．B点的电阻为40ΩC．导体的电阻因温度的影响改变了1ΩD．导体的电阻因温度的影响改变了9Ω7．(2015·杭州检测)一个用半导体材料制成的电阻器D，其电流I随它两端电压U变化的关系图像如图6甲所示，若将它与两个标准电阻R1、R2并联后接在电压恒为U的电源两端，3个用电器消耗的电功率均为P，现将它们连接成如图乙所示的电路，接在该电源的两端，设电阻器D和电阻R1、R2消耗的电功率分别是PD、P1、P2，它们之间的关系为()图6A．P1＝4PD B．PD＝eq\f(P,4)C．PD＝P2 D．P1＜4P2对点训练：电功、电功率及焦耳定律8．(2015·济南外国语学校测试)用电动势为E、内电阻为r的电池组直接向线圈电阻为R的电动机供电，电动机正常工作后，测得通过的电流为I、电动机两端的电压为U，则()A．电路中电流I＝eq\f(E,R＋r)B．在时间t内，电池组消耗的化学能为IEtC．在时间t内，电动机输出的机械能是IEt－I2rtD．以上说法都不对9．(2015·湖北武汉调研)如图7所示是某款理发用的电吹风的电路图，它主要由电动机M和电热丝R构成。当闭合开关S1、S2后，电动机驱动风叶旋转，将空气从进风口吸入，经电热丝加热，形成热风后从出风口吹出。已知电吹风的额定电压为220V，吹冷风时的功率为120W，吹热风时的功率为1000W。关于该电吹风，下列说法正确的是()图7A．电热丝的电阻为55ΩB．电动机线圈的电阻为eq\f(1210,3)ΩC．当电吹风吹热风时，电热丝每秒钟消耗的电能为1000JD．当电吹风吹热风时，电动机每秒钟消耗的电能为1000J10．(多选)锂电池因能量密度高、绿色环保而广泛使用在手机等电子产品中。现用充电器为一手机锂电池充电，等效电路如图8所示，充电器电源的输出电压为U，输出电流为I，手机电池的内阻为r，下列说法正确的是()图8A．电能转化为化学能的功率为UI－I2rB．充电器输出的电功率为UI＋I2rC．电池产生的热功率为I2rD．充电器的充电效率为eq\f(Ir,U)×100%考点综合训练11．(多选)通常一次闪电过程历时约0.2～0.3s，它由若干个相继发生的闪击构成。每个闪击持续时间仅40～80μs，电荷转移主要发生在第一个闪击过程中。在某一次闪击前云地之间的电势差约为1.0×109V，云地间距离约为1km；第一个闪击过程中云地间转移的电荷量约为6C，闪击持续时间约为60μs。假定闪电前云地间的电场是均匀的。根据以上数据，下列判断正确的是()A．闪电电流的瞬时值可达到1×105AB．整个闪电过程的平均功率约为1×1014WC．闪电前云地间的电场强度约为1×106V/mD．整个闪电过程向外释放的能量约为6×106J12.如图9所示，A为电解槽，eq\o\ac(○,M)为电动机，N为电炉子，恒定电压U＝12V，电解槽内阻rA＝2Ω，S1闭合，S2、S3断开时，电流表eq\o\ac(○,A)示数为6A，当S2闭合，S1、S3断开时，电流表eq\o\ac(○,A)示数为5A，且电动机输出功率为35W；当S3闭合，S1、S2断开时，电流表eq\o\ac(○,A)示数为4A。求：图9(1)电炉子的电阻及发热功率；(2)电动机的内阻；(3)在电解槽工作时，电能转化为化学能的功率为多少。答案1．选D由电流表达式I＝n′eSv可得v＝eq\f(I,n′eS)，其中n′＝eq\f(n,m/ρ)＝nρ/m，故v＝eq\f(mI,neSρ)，D对。2．选BD设正方形的边长为L、导体厚度为d，则I＝eq\f(U,R)，R＝ρeq\f(L,S)＝ρeq\f(L,L·d)＝eq\f(ρ,d)，得I＝eq\f(Ud,ρ)，故R1、R2中的电流相等，A错误，B正确。由I＝nqSv＝nqLdv得，L大则v小，C错误，D正确。3．选A选项A中电阻横截面积最大，长度最小，根据R＝ρeq\f(l,S)可知，其电阻最小。4．选AD根据电位器结构和连线可知：串接A、B使滑动触头顺时针转动时回路电阻增大，回路电流减小，灯泡变暗，A正确；同理，D正确；串接A、C时，滑动触头不能改变回路电阻，灯泡亮度不变，故B、C错误。5．选Bb图线的斜率大，表示电阻小，由电阻定律R＝ρeq\f(l,S)，可知b代表的电阻丝较粗，选项B正确，A、C错误；电阻是导体本身的性质，与电阻两端的电压无关，选项D错误。6．选B根据电阻的定义式可以求出A、B两点的电阻分别为RA＝eq\f(3,0.1)Ω＝30Ω，RB＝eq\f(6,0.15)Ω＝40Ω，所以ΔR＝RB－RA＝10Ω，故B对，A、C、D错。7．选D由于电阻器D与两个标准电阻R1、R2并联后接在电压恒为U的电源两端时，三者功率相同，则此时三者电阻相同。当三者按照题图乙所示电路连接时，电阻器D两端的电压小于U，由题图甲图像可知，电阻器D的电阻增大，则有RD＞R1＝R2，而RD与R2并联，电压相等，根据P＝eq\f(U2,R)，PD＜P2，C错误；由欧姆定律可知，电流ID＜I2，又I1＝I2＋ID，根据P＝I2R，P1＞4PD，P1＜4P2，A错误、D正确；由于电阻器D与电阻R2的并联电阻R＜R1，所以D两端的电压小于eq\f(U,2)，且D阻值变大，则PD＜eq\f(P,4)，B错误。8．选B当电动机正常工作时，其电路是非纯电阻电路，I＜eq\f(E,R＋r)，故A错误。由电源定义知在时间t内，电池组消耗的化学能为IEt，B对；电动机的输出功率是机械功率，根据能量守恒定律得，P出＝P电－P热＝UI－I2R，在时间t内，电动机输出的机械能是IUt－I2Rt，故C、D错误。9．选A电吹风吹热风时电热丝消耗的功率为P＝1000W－120W＝880W，对电热丝，由P＝eq\f(U2,R)可得电热丝的电阻为R＝eq\f(U2,P)＝eq\f(2202,880)Ω＝55Ω，选项A正确；由于不知道电动机线圈的发热功率，所以电动机线圈的电阻无法计算，选项B错误；当电吹风吹热风时，电热丝每秒消耗的电能为880J，选项C错误；当电吹风吹热风时，电动机每秒钟消耗的电能为120J，选项D错误。10．选AC充电器将电能转化为锂电池的化学能和内能，即UIt＝E化＋I2rt，充电器输出的电功率为UI，电池产生的热功率为I2r，据此可知，电能转化为化学能的功率为UI－I2r，充电器的充电效率为eq\f(U－Ir,U)×100%，所以选项A、C正确。11．选AC根据题意第一个闪击过程中转移电荷量Q＝6C，时间约为t＝60μs，故平均电流为I平＝eq\f(Q,t)＝1×105A，闪击过程中的瞬时最大值一定大于平均值，故A对；第一次闪击过程中电功约为W＝QU＝6×109J，第一个闪击过程的平均功率P＝eq\f(W,t)＝1×1014W，由于一次闪电过程主要发生在第一个闪击过程中，但整个闪击过程中的时间远大于60μs，故B错；闪电前云与地之间的电场强度约为E＝eq\f(U,d)＝eq\f(1×109,1000)V/m＝1×106V/m，C对；整个闪电过程向外释放的能量约为W＝6×109J，D错。12．解析：(1)电炉子为纯电阻元件，由欧姆定律得：R＝eq\f(U,I1)＝eq\f(12,6)Ω＝2Ω其发热功率为：P＝UI1＝12×6W＝72W